テキサス・インスツルメンツ（TI）、「IoTアプリケーションにサブ 1GHz を使う理由」

この記事は、アメリカの半導体開発・製造企業 テキサスインスツルメンツ社が2016年7月に発表したブログの翻訳である。

IoT（モノのインターネット）市場において、かつてないほど多くのデバイスがすさまじい勢いでクラウドに接続されている。

ホーム・オートメーションのようなアプリケーションを利用することで、照明を点灯でき、所望の温度を設定し、車道に近づくと直ぐにモバイル・デバイスにあらゆる警報動作の通知を受けられるような、照明、ヒーティング、および警報システムを自宅に備え付けることができる。

今日、いくつもの異なるワイヤレス接続技術を使って、低消費電力デバイスをクラウドにつなげられるようになりどのワイヤレス技術が自分のアプリケーションに一番適しているのか考える必要性が出てきた。
サブ1GHz 帯の通信は、全体の接続にわたる堅牢性を備えつつ、長距離通信および低消費電力を実現するという独自の特長を持っている。

長い到達距離

・周波数を半分にすると、電波の到達距離は2倍になり、周波数が低いほど到達範囲が拡がり、その減衰は、サブ 1GHz のように低い周波数を可能にする波長に比例するので、高い周波数よりも遠くにまで電波が到達できる。

・壁のような物体を突き抜ける減衰は周波数と共に大きくなるので、サブ 1GHz は2.4GHzよりも高い突き抜ける能力があり、周波数が低いと家の角をうまく回り込めるので、屋内のより広い範囲をカバーできる。

・狭帯域の能力：サブ 1GHz ソリューションは狭帯域モードで動作させることができるので、干渉が起きにくく、リンク割り当てが良くなることで到達距離が延びている。

堅牢性

・Bluetooth®やZigBee®、Wi-Fi®で混雑する2.4GHz帯と比べると、サブ 1GHz のISM帯（産業・科学・医療用帯域）は、低いデューティ・サイクルの接続にほとんど使われ、互いに干渉しにくくなっている。

・サブ 1GHz ソリューションは狭帯域モードで動作するので、干渉する可能性が減る。

・TI 15.4-Stack ソフトウェアを使えば、FCC帯域における到達範囲を拡げることができ、周波数ホッピング技術を使ってバンド内の相互干渉に対してもっとしっかり守ることができる。

低い消費電力

・ 2.4GHzよりも送信出力を低くしても、サブ 1GHz だと同じ到達距離を達成でき、サブ 1GHz は、バッテリ電源のアプリケーションに有効的なソリューションになりえる。例えば、SimpleLink™ サブ 1GHz  『CC1310』ワイヤレス・マイコンは、比較的小さい消費電力で作動する。

・コイン電池1個で数年間動作し、サブ 1GHz は、周囲の妨害電波の少ない環境で動作する。つまり、他の送信機によって受信を乱されにくくなることで、リトライの回数が減り、電池の寿命が延びる。

・コイン電池1個で20kmの到達距離を実現し、サブ 1GHz は、すべての家をBluetoothやZigBee、Wi-Fiと比べて簡単なソフトウェアでカバーできるテクノロジーとなる。また、全体の消費電力を低くできる。

ソース、画像提供：Texas Instruments Blog

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山本 琢也

コンサルタント兼IoT/AIライター　人工知能エンジン事業の業務支援に従事するかたわら
一見わかりにくいAIの仕組みをわかりやすく説明するため研究中